No sólo en las aves de corral es importante el esfuerzo por reducir el uso de antibióticos. Pero en todas las especies animales e industrias de piensos los científicos están luchando por reducir el uso de antibióticos. Todos sabemos que la aparición de problemas microbianos en la avicultura comercial provoca importantes pérdidas económicas. Pero la incidencia de la resistencia a los antibióticos resulta ser un reto mayor que presiona a los productores para que reduzcan su uso. La reducción del uso de antibióticos debe ir acompañada de alternativas. Ante esta realidad, los productores avícolas están buscando aditivos para los piensos que estimulen el sistema inmunitario del pollo para resistir las infecciones microbianas. Los β-glucanos son alternativas eficaces. ¿Pero cómo? En una reciente publicación en Molecules, los investigadores explican los posibles beneficios de los β-glucanos como aditivos para piensos de aves de corral.

¿Qué son los betaglucanos?

Los β-glucanos son hidratos de carbono (o fibras biológicamente activas) formados por polímeros complejos de glucosa que constituyen la estructura principal de la pared celular de las levaduras, los hongos, las algas y los cereales como la avena y la cebada. Las estructuras de los β-glucanos varían según la fuente original y el tipo de enlaces presentes en los polímeros de glucosa(Figura 1). Los β-glucanos están formados por una columna vertebral de moléculas de glucosa unidas en los átomos de carbono 1 y 3. Los anillos de glucosa de 6 lados están conectados de forma lineal o ramificada con enlaces glucosídicos. La estructura de estos enlaces glucosídicos afecta a la funcionalidad de las moléculas de β-glucano. Dependiendo de su estructura molecular, se consideran un modificador de la respuesta biológica debido a su potencial inmunomodulador. Los β-glucanos son reconocidos por receptores celulares específicos, lo que les permite mejorar la respuesta inmunitaria del huésped. Los β-glucanos de la levadura, S. cerevisiae, son los más estudiados. Esta levadura es responsable de los procesos de fermentación en la producción de alcohol carburante, panes y bebidas alcohólicas.

Figura 1 – β-glucanos en la pared celular de la levadura.

Mejorar el sistema inmunológico

Los investigadores examinaron varios beneficios de los β-glucanos para el sistema inmunitario de las aves de corral. La suplementación con β-glucanos en pollos de engorde da lugar a órganos linfoides más grandes, los órganos que producen linfocitos -células precursoras tanto del sistema inmunitario adaptativo como de las células asesinas naturales-. En los pollos, los β-glucanos aumentan la fagocitosis (eliminación bactericida) y la explosión oxidativa en los heterófilos. Los β-glucanos derivados de la levadura S. cerevisiae han demostrado ejercer el efecto positivo más significativo. Los β-glucanos estimulan la producción de macrófagos y la proliferación de células T. En los pollos de engorde, regulan al alza la expresión intestinal de la enzima iNOS (óxido nítrico sintasa), lo que implica un aumento de la capacidad de los macrófagos intestinales para destruir patógenos. La regulación a la baja de la citocina IL-8 tras la administración de suplementos de β-glucano en los pollos sugiere la función del β-glucano como agente inmunomodulador antiinflamatorio. Los β-glucanos también tienen efectos protectores contra el estrés en los pollos, como se observa en la disminución de los niveles de cortisol y TNF-α tras una provocación con LPS. En los pollos, el bazo sirve tanto de depósito de leucocitos como de órgano objetivo de la activación de las células inmunitarias. La alimentación de pollos con β-glucano aumenta significativamente el peso relativo del bazo.

Mejora la salud del aparato digestivo

Según los investigadores, los β-glucanos modulan el perfil intestinal de citoquinas en los pollos de engorde, activando la producción de monocitos y macrófagos, lo que da lugar a una mayor respuesta inmunitaria. Y además, aumentan el número de células caliciformes y la altura de las vellosidades en el íleon, así como restauran el daño/pérdida de vellosidades por las especies de Salmonella. El aumento de la altura de las vellosidades de la mucosa del yeyuno de los pollos aumenta la superficie total de absorción de nutrientes. Las células caliciformes del tracto gastrointestinal son células especializadas capaces de producir y secretar moco. Las células caliciformes de la mucosa intestinal segregan moco, que constituye la primera línea de defensa contra las lesiones intestinales. Por otra parte, los β-glucanos reducen la gravedad de las laceraciones e inflamaciones intestinales en los pollos de engorde que sufren una infección por Eimeria/coccidia

Además de su papel en la digestión y absorción de nutrientes, el revestimiento del tubo digestivo actúa como una barrera eficaz contra la invasión de patógenos. El revestimiento del tubo digestivo constituye la barrera de defensa innata contra la mayoría de los patógenos intestinales. La integridad del aparato digestivo se mantiene gracias a la familia de proteínas denominadas uniones estrechas. Las proteínas de las uniones estrechas forman una sólida barrera contra la invasión de patógenos. La administración de suplementos dietéticos con β-glucanos a las aves de corral aumenta el aclaramiento intestinal de E. coli y Salmonella a través del aumento de la expresión de las proteínas de unión estrecha yeyunales.

Mejora el crecimiento

La suplementación de las dietas de las aves de corral con β-glucanos mejora el rendimiento del crecimiento (aumento de peso y FCR) y la calidad de la carne y estimula las respuestas inmunitarias específicas y no específicas. Los β-glucanos utilizan varios mecanismos para mejorar el rendimiento del crecimiento de las aves: Son activos contra patógenos intestinales como E. coli y Salmonella a través de la regulación de las barreras intestinales mediante la estimulación de las proteínas de unión estrecha y la fagocitosis, inhibiendo así la invasión de patógenos importantes de forma prebiótica. Los β-glucanos también mejoran el número de células caliciformes y la altura de las vellosidades en el íleon, aumentando la superficie total para la absorción de nutrientes (Figura 2). Las células caliciformes son estructuras celulares responsables de mantener la integridad de las capas protectoras de la mucosa para la eliminación eficaz de los patógenos entéricos. Además, en condiciones de estrés, ofrecen un escudo protector contra el mismo, ahorrando energía para el crecimiento normal.

Figura 2 – Resumen de las actividades ejercidas por los β-glucanos.

Mejora la eficacia de las vacunas

Los β-glucanos muestran una mejora de la inmunosupresión y un aumento de la eficacia de la vacuna contra la enfermedad de Newcastle en pollos. Los β-glucanos derivados de la levadura negra han demostrado mejorar la respuesta inmunitaria a las vacunas H5N1 y H5N2 probadas en ratones y aves de corral. Aunque los mecanismos exactos de estos efectos no están claros, los efectos aditivos podrían atribuirse a todos los efectos inmunomoduladores de los β-glucanos

¿Son todos los β-glucanos iguales?

El origen, la estructura molecular y la pureza de los β-glucanos difieren, lo que se traduce en diferencias de eficacia. Por ello, no todos los betaglucanos son iguales. Al comparar los glucanos de hongos y levaduras con los β-glucanos de cebada, los β-glucanos de hongos y levaduras tienen cadenas laterales unidas en los átomos de carbono 1 y 6. En cambio, los β-glucanos de cebada tienen las moléculas de glucosa unidas en los átomos de carbono 1 y 4, con algunos enlaces entre los átomos de carbono 1 y 3. Al comparar los β-glucanos de hongos y de levadura, los β-glucanos de hongos tienen cadenas laterales más cortas, lo que les da una estructura ramificada. La estructura de estos enlaces glicosídicos afecta a la funcionalidad de las moléculas de β-glucano. Los glucanos de levadura no purificados suelen contener manoproteínas que forman parte de la pared celular. Sin embargo, más allá de las diferencias, los resultados de las investigaciones muestran que, debido a su carácter inmunomodulador y de promoción de la integridad intestinal, los β-glucanos son potenciales promotores del crecimiento y alternativas a los antibióticos en la producción avícola.

Este artículo se basa en el trabajo de investigación «Review: β-glucans as Effective Antibiotic Alternatives in Poultry», escrito por B. Schwartz y V. Vetvicka. El artículo completo puede consultarse en la revista Molecules.